Razglasitev sistema sedmih planetov okoli zvezde TRAPPIST-1 v začetku letošnjega leta je sprožila bujo v znanstvenem interesu. Ne le, da je bilo to eno največjih serij planetov odkrito okoli ene same zvezde, dejstvo, da se je vseh sedem pokazalo, da so po naravi zemeljske (skalnate), zelo spodbudno. Še bolj spodbudno je bilo dejstvo, da so bili trije od teh planetov v orbiti z zvezdino cono.
Od tega časa si astronomi prizadevajo, da bi izvedeli vse, kar lahko o tem sistemu planetov. Poleg tega, ali imajo ozračje ali ne, tudi astronomi iščejo, da bi izvedeli več o svojih orbitah in površinskih razmerah. Zahvaljujoč prizadevanjem mednarodne ekipe astronomov pod vodstvom Univerze v Washingtonu, imamo zdaj natančno predstavo, kakšni bi lahko bili pogoji na njegovem najbolj oddaljenem planetu - TRAPPIST-1h.
Glede na študijo ekipe - "Resonančna veriga sedmih planetov v TRAPPIST-1", ki je bila nedavno objavljena v reviji Naravna astronomija - so se oprli na podatke misije Kepler za določitev orbitalnega obdobja planeta. Konkretno so pregledali podatke, pridobljene med kampanjo 12 misije K2, 79-dnevnim obdobjem opazovanja, ki je trajalo od 15. decembra 2016 do 4. marca 2017.
Ekipa pod vodstvom Rodriga Lugerja, študenta univerze v Washingtonu, je bila ekipa že seznanjena z vzorci v orbitah šestih notranjih planetov. To je temeljilo na predhodnih podatkih, ki jih je posredoval vesoljski teleskop Spitzer, ki so pokazali, da so ti planeti v orbitalni resonanci - to je, da so njihova orbitalna obdobja matematično povezana in vplivajo drug na drugega.
Iz teh podatkov je ekipa že izračunala, da bo imel TRAPPIST-1h orbitalno obdobje le manj kot 19 dni. Ko so pregledali podatke K2, so opazili, da je TRAPPIST-1h v 79-dnevnem obdobju opazovanja opravil štiri tranzitne zvezde - kar je delovalo v orbitalnem obdobju 18,77 dni. Z drugimi besedami, skupina je ugotovila, da so bila njihova opažanja skladna z njihovimi izračuni.
Ta ugotovitev je Lugerju in njegovim sodelavcem dobrodošla olajšava. Kot je dejal v sporočilu za javnost UW:
"TRAPPIST-1h je bil točno tam, kjer je naša ekipa napovedala, da bo. Kar nekaj časa me je skrbelo, da vidimo, kaj želimo videti. Na tem področju stvari skoraj nikoli niso povsem takšne, kot jih pričakujete - ponavadi so presenečenja za vsakim vogalom, toda teorija in opazovanje se v tem primeru popolnoma ujemata. "
Odkritje te resonance pomeni, da je TRAPPIST-1 postavil še en rekord. Za začetek je že znano, da je eden od le dveh zvezdnih sistemov, ki gosti sedem zunaj sončnih planetov - drugi je zvezdni sistem HR 8832, spremenljiva zvezda tipa K3V z glavnim zaporedjem, ki se nahaja 21 svetlobnih let. Drugič, ima doslej najbolj potrjene zemeljske planete, ki so jih odkrili v sistemu enojnih zvezd.
Toda s temi najnovejšimi podatki zdaj TRAPPIST-1 drži rekord po tem, da ima tudi največ planetov v orbitalni resonanci. Prejšnja nosilca mest sta bila Kepler-80 in Kepler-223, oba pa imata štiri planete v orbitalni resonanci. Po Lugerjevem mnenju je bila ta resonanca verjetno vzpostavljena, ko je bil sistem TRAPPIST-1 še mlad in planeti še vedno v nastajanju. Kot je Luger pojasnil:
"Resonantna struktura ni naključje in kaže na zanimivo dinamično zgodovino, v kateri so planeti verjetno vstopili navznoter v zaklepnem koraku. Zaradi tega je sistem odlična preizkušnja za teorije oblikovanja planetov in migracij. Zato lahko gledamo planet, ki je bil nekoč naseljen in se je od takrat zamrznil, kar je neverjetno za razmišljanje in odlično za nadaljnje študije. "
Možnost, da so planeti že zgodaj v zgodovini sistema dosegli svoj orbitalni ples, bi lahko pomenila tudi, da je bil TRAPPIST-1h nekoč naseljen. Medtem ko tri planete krožijo z zvezdino cono, ki jo živi (TRAPPIST-1 d, e in f), TRAPPIST-1h kroži okoli zvezde na razdalji približno 10 milijonov km (6 milijonov mi) zvezdino območje bivanja
Pravzaprav na tej razdalji TRAPPIST-1h dobi približno toliko energije od Sonca kot pritlikavi planet Ceres (ki se nahaja v našem Osončju v glavnem pasu asteroidov, med Marsom in Jupiterjem), kar ima za posledico povprečno površinsko temperaturo 173 K (-100 ° C; -148 ° F). Toda v preteklosti, ko je bila njegova zvezda svetlejša in bolj vroča, je planet morda prejel dovolj energije, da bi bila njegova površina dovolj topla, da bi podpirala tekočo vodo.
"Zato lahko gledamo planet, ki je bil nekoč naseljen in se je od takrat zamrznil, kar je neverjetno za razmišljanje in odlično za nadaljnje študije," je dejal Luger. TRAPPIST-1 je zaradi svoje bližine tudi glavni kandidat za nadaljnje študije. Ta zvezda in njen sistem planetov, ki se nahaja le 39,5 svetlobnih let od Zemlje, predstavljata nekaj izjemnih priložnosti za preučevanje eksoplanetov in bivalnosti zvezd M.
Poleg tega je ta študija tudi pokazala, da je kljub odpovedi dveh reakcijskih koles Keplerjeva misija še vedno izjemno koristna, ko gre za preučevanje eksoplanetov. Kljub temu, da je stalno vzdrževanje sistema TRAPPIST-1 predstavljalo bistvene izzive, je Keplerju še vedno uspelo zagotoviti zanesljive informacije, ki so skladne z izračuni ekipe.
Poleg tega, da je določila orbitalno obdobje TRAPPIST-1h, je skupina uporabila podatke K2 za nadaljnjo karakterizacijo orbite ostalih šestih planetov, izključila možnost, da je v sistemu več planetov, in izvedela več o sami zvezdi (kot je njeno vrtenje obdobje in stopnja aktivnosti). Te informacije bodo prav tako ključne za določitev, ali bi lahko kateri od planetov, ki se nahajajo v območju nastanka zvezde, v resnici bival ali bival.
Odkrivanje sistema TRAPPIST-1 je bilo dolgoletni dogodek. Toda hitrost, s katero so se odkrila nova odkritja, je bila zelo impresivna. V naslednjih letih bomo z uvajanjem naslednjih generacij lovcev na planete - kot sta teleskop James Webb in tranzitni eksoplanet anketni satelit (TESS) - lahko kopali globlje in se še več naučili.
Bodite prepričani, da boste uživali v tem videoposnetku orbitalne resonance TRAPPIST-1, iz pristojnosti docenta Daniela Fabryckyja z univerze v Chicagu:
